Pongamos un ejemplo. La Ley del Gas Ideal: PV = nRT
Sea n = 1, entonces el volumen de un mol de gas ideal = RT / P
Usando valores precisos para R, y temperatura y presión estándar
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tenemos V = 8.315 x 273.15 / 101325 = 22.415 x 10 ^ (-3) metros cúbicos
o 22.415 litros.
El peso molecular (masa molecular relativa) del nitrógeno es 28.014
Así, 1 mol tendrá una masa de 28.014 gramos y ocupará 22.415 litros.
Por lo tanto, tiene una densidad de 1.250 gramos por litro.
¿Cuál es la densidad del nitrógeno según internet? 1,25 g / l.
De manera similar, el metano tiene un MW de (RMM) de 16.043 que da 0.716 g / l, lo mismo que Wikipedia.
A temperaturas y presiones normales, no hay ninguna ventaja en el uso de otra cosa que no sea la Ley de gases ideales para gases comunes.
Ahora empujemos a 10 veces la presión, lo que dará 10 veces la densidad, de acuerdo con la Ley de Gas Ideal, o 7.16 g / l.
Hay buenos datos para el metano, y resulta que tiene una densidad de 7.33 g / l.
Si calculamos 7.33 / 7.16 obtenemos 0.976, que es el factor de compresibilidad. Si lo desea, esto significa que es un 98% ideal, o sus cálculos están dentro del 2.5% del correcto. Como generalmente sabe en qué dirección (en este caso, las presiones más altas significan densidades ligeramente más altas) a menudo es lo suficientemente bueno para los cálculos de diseño, ya que sabremos algunos máximos o mínimos.
A 2 veces la presión STP, el factor de compresibilidad es 0.995. Es decir, si utiliza la Ley del Gas Ideal, estará en lo correcto en aproximadamente la mitad del uno por ciento. Esto es mucho mejor de lo que la mayoría de los estudiantes universitarios manejan en las mediciones de laboratorio, y mejor de lo que los ingenieros químicos necesitan para hacer la mayoría de los cálculos de diseño.
Los químicos usan las formas más complejas de ecuaciones de gas, y los ingenieros usan datos sobre compresibilidad para obtener los resultados correctos a presiones más altas.
En todos los casos, ninguna fórmula supera los datos experimentales reales.
